小鼠模型在转化医学研究中的应用

小鼠模型

中国实验动物信息网

2020-10-16

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　　小鼠模型已成为用于生物医学研究的不可替代的模型动物，例如遗传功能和致病机制的研究，与人类有关的疾病模型的建立以及已开发药物的安全性和有效性的评估。转化医学研究针对临床患者的实际问题，并通过涉及分子，细胞和模型动物的实验室相关基础和临床前研究，*终解决了临床实践中面临的已知和未知问题。将实现。因此，转化医学研究解决问题的思路和策略是通过基础实验室研究和临床前动物实验研究相结合的临床问题，*终将研究成果转化为临床实际应用。

　　如何使用鼠标模型发送高质量的文章？

　　应用小鼠模型进行临床前研究是从基础研究向临床应用过渡的重要桥梁。建立人性化的小鼠模型对于临床前研究建立如此重要的桥梁至关重要。功能强大的工具。在过去的研究中，如果要发表高质量的文章，理想的研究策略是从临床实践中发现与疾病发展相关的潜在新基因，并在研究中构建相应的基因编辑的小鼠模型。是确认。潜在疾病相关基因与人类疾病之间的因果关系及其病因相关机制为建立人类相关疾病的小鼠模型以及评估人类相关疾病的临床治疗药物和方法奠定了基础。创建条件。

　　再次，通过分享您今年在国际著名杂志“ Circulation”上发表的高分文章“ InVivo AAV-CRISPR/Cas9-MediatingGeneEditingAmelioratesAtheroclerosisinFamilyHolepercholesterolemia”的成功案例，您可以分享相关的基因编辑小鼠模型。详细了解如何应用和运行。疾病之间的关系，以及使用基因编辑的小鼠模型评估基因疗法对疾病的有效性的方法，以及研究思维策略和技术方法的其他方面。

　　1、建立家族性高胆固醇血症的小鼠疾病模型

　　文章作者患有家族性高胆固醇血症（表现为高胆固醇和低密度脂蛋白的血浆水平升高，以及血液动脉粥样硬化）。我们首先研究了诸如表型硬化症等临床纯合型患者，筛选了低密度脂蛋白受体（LDLR）（E207X等）中未知的新突变，并通过体外细胞实验进行了突变LDLR。我们证实基因表达与其功能改变有关。那么，我们如何确定新发现的点突变与家族性高胆固醇血症和动脉粥样硬化之间的因果关系呢？作者了解到，很难仅依靠体外实验的结果，因此他们计划在小鼠中复制人LDLR-E207X点突变，并研究新基因突变与疾病发展之间的关系。是。作者求助于Saiye Biology建立了LDLR-E207X点突变小鼠模型。通过比较人LDLR和小鼠Ldlr的基因序列，发现相应的人LDLRE207X点突变位于小鼠Ldlr的E208X位置。使用CRISPR/Cas9基因编辑技术，设计了相应的gRNA系列和供体DNA，并在前核显微镜下注射。成功构建了Ldlr-E208X点突变小鼠模型。研究结果表明，该点突变引入了终止码，导致小鼠Ldlr蛋白表达功能丧失，并且该小鼠模型在高脂饮食的诱导下显示出明显的高胆固醇血症和动脉粥样硬化表型。显示所显示的内容。通过构建Ldlr-E208X点突变的小鼠模型，作者不仅证实了Ldlr-E208X点突变与临床高胆固醇血症和动脉粥样硬化患者之间的因果关系，还证实了该疾病。还建立了小鼠模型。

　　2.AAV-CRISPR/Cas9基因治疗

　　基于这种小鼠模型，作者将进一步研究基因修饰治疗该疾病的潜力和功效。使用CRISPR/Cas9基因治疗技术通过肝特异性血清型AAV8载体构建AAV8-Cas9和AAV8-gRNA肝特异性表达载体和正常Ldlr供体皮下注射并治疗了新生的Ldlr。 -E208X点突变小鼠，结果表明，经AAV8-CRISPR/Cas9基因治疗后，小鼠Ldlr蛋白表达恢复正常，并获得高胆固醇血症和动脉粥样硬化的表型。我确认过了。一些改进表明，AAV8-CRISPR/Cas9体内Ldlr修复治疗具有特定作用。作者发现了可能在临床患者中引起新疾病的基因，构建了点突变小鼠模型，证实了基因和疾病中点突变之间的因果关系，以及AAV8-CRISPR /我们已经证明，Cas9基因治疗可以减少疾病的表型。我们测试了疾病的机制和治疗假说，并*终提出了它。即，LDLRE207X点突变损害基因功能，增加血液中的LDL含量，并引起高胆固醇血症和动脉粥样硬化的表型。 AAV8-CRISPR/Cas9表达载体用于修饰肝脏中LDLR基因的功能。它具有降低血液中LDL的作用，对减轻高胆固醇血症和动脉粥样硬化具有治疗作用。

　　本文从研究思想和策略到技术方法，都应用了经过基因编辑的小鼠模型，进行了相关的遗传功能研究，建立了疾病模型，以及未来的治疗方法及其效果。它提供了一个很好的评估方法。参考角色。

　　为什么要建立人性化的鼠标模型？人性化的老鼠模型有哪些类型？当过去提到人源化小鼠模型时，*个想法是使用免疫缺陷小鼠移植人细胞或组织，并将人类免疫系统纳入小鼠中。但是，人源化小鼠模型的当前概念已扩展到包括基因编辑技术的应用，与人类相关的基因的引入或无菌小鼠的应用，人类肠道微生物的移植和其他方法。因此，所谓的人源化小鼠模型是指通过移植或基因编辑技术将人细胞组织，人基因或人肠道微生物引入小鼠中，并且小鼠构建涉及人相关细胞或组织。小鼠模型，例如基因和肠道微生物。

　　为什么要建立人性化的鼠标模型？由于人类和小鼠属于不同的物种，因此在遗传学，解剖学，生理学，病理学和新陈代谢方面存在相似之处，但是当然存在许多差异。尤其是免疫系统存在明显差异，限制了某些人。研究病原体的致病机理以及抗病毒/登革热病毒，肝炎病毒，冠状病毒等抗感染/肿瘤微环境的相互作用，感染人类病毒，但小鼠完全或非常不敏感。通过将人源细胞移植到免疫缺陷小鼠中，构建了人源化免疫系统小鼠模型，这种类型的小鼠模型成为人类病毒感染的易感性模型动物，并建立了人类病毒病原体感染的小规模研究。对大鼠模型有用。通过将肿瘤患者的肿瘤组织移植到免疫缺陷小鼠中而建立的PDX小鼠模型，也已成为精确临床治疗肿瘤的重要策略和技术方法。但是，如何真实地反映和评估人类免疫细胞和肿瘤微环境的抗肿瘤作用在免疫治疗中的作用需要建立更有效的人类免疫反应系统小鼠模型。例如，CAR-T和免疫检查点抑制剂的抗肿瘤作用与相关免疫细胞的参与密不可分，因此我们通过构建包含人免疫细胞系统的人源化小鼠模型来有效验证抗肿瘤免疫性。并且可以评估。它在治疗中起着重要作用。近年来，抗CTLA-4和抗PD-1抗体作为免疫检查点（ICP）抑制剂在临床抗肿瘤免疫治疗中的成功为开发这种人源性治疗抗体具有广阔的前景。给人。由于抗ICP人抗体靶向人靶标，因此应使用小鼠模型使用CRISPR /等基因来验证和评估抗ICP人抗体在临床前体内的安全性和有效性。编辑技术Cas9或Turbo Knockout（由Saiye Biology建立的ES靶向的改进版本）技术，小鼠相关抗体靶基因的人源化修饰以及基因编辑的人源化ICP小鼠模型的建立。我们目前还提供相关的ICP人源化商业小鼠，例如hCTLA-4、hPD-1、hGITR，hVISTA，hOX40，hCD28，hCD39。另外，人体肠道的微生物组是人类超生活的组成部分，被认为是维持人体生态平衡的重要器官之一。近年来，提出了肠脑轴和肠肝轴的概念，人类肠道微生物组成的差异和多样性直接或间接导致人类健康和疾病的发作，以及治疗疾病的药物。人们越来越多地解释它会影响角色。 ..通过将人类肠道菌群移植到无菌小鼠中来构建人源化肠道菌群的小鼠模型无疑是肠道菌群与疾病，致病机制和特性之间的因果关系。帮助研究药物治疗对各种微生物区系和其他相关领域的影响。

　　BRGSF的新型免疫缺陷小鼠有哪些特征和优势？通过将人细胞/组织移植到免疫缺陷的小鼠中，在小鼠中重建了人的免疫系统。在传统意义上，*初称为人源化小鼠模型，免疫缺陷小鼠属于这种类型。构建人性化鼠标模型的基础。在1960年代初期，免疫缺陷小鼠从早期的T细胞缺陷型裸鼠开始，并经历了T细胞和B细胞缺陷型SCID小鼠。 T细胞，B细胞和某些先天性免疫细胞缺陷型NOD-SCID小鼠基于NOD-SCID的遗传背景，通过敲除IL-2rg受体而发育的小鼠分别更为严重。建立了免疫缺陷（T/B/NK细胞缺乏症）NOG（2002）和NSG（2005）。）是鼠标的重要里程碑。此外，基于BALB/c基因背景小鼠的Rag2和IL-2rg受体基因敲除构建了类似于NOG/NSG免疫缺陷的BRG小鼠（2005年）。近年来，为了提高人骨髓细胞在小鼠中的移植效率，已经基于NOG/NSG小鼠如GM-引入了促进人骨髓细胞发育和成熟的人相关细胞因子。 CSF，IL-3、SCF等分别构建了NOG-EXL和NSG-SGM3修饰的免疫缺陷小鼠。OD-SCID小鼠是NOG/NSG构建的基础，它利用NOD小鼠中的部分先天性免疫缺陷和Sirpa基因突变的特征，从而促进了人类细胞移植的益处，但NOD-SCID的优势。遗传背景小鼠也具有明显的益处。例如，在NOD背景小鼠中补体5基因功能的丧失使得不可能实现依赖补体的细胞毒性杀伤（CDC），但是SCID背景小鼠对放射性和某些基因变得更加敏感。是耐的。有毒药物更敏感，容易自发发生肿瘤。此外，NOG-EXL和NSG-SGM3修饰的免疫缺陷小鼠会引入过度表达的人相关细胞因子，在将人源细胞移植到此类免疫缺陷小鼠后，可导致小鼠贫血。缩短人力资源。使用化学小鼠模型的窗口期（通常只有3-7个月）。 BRG免疫缺陷小鼠是基于BALB/c遗传背景的小鼠。 Sirpa基因不能与人单球/巨噬细胞表面的CD47结合，从而形成“不吃”现象，这不会导致改善。人源细胞移植效率。然而，BRG小鼠直接敲除Rag2基因，以实现小鼠T/B细胞功能的缺陷，从而克服了SCID基因破坏引起的缺点。通过成功地将NOD-Sirpa引入BRG遗传背景小鼠中，BRGS小鼠已经建立起来，以克服原始BRG小鼠的缺点，并显着提高人细胞移植的效率。基于BRGS小鼠，成功构建的BRGSF新型免疫缺陷小鼠（2017）剔除了与骨髓细胞发育和成熟相关的小鼠Flt3基因，显示了其独特的优势。与目前类似的目前的NOG-EXL和NSG-SGM2修饰的免疫缺陷小鼠相比，人类来源的细胞（例如人类CD34 +造血干细胞），尤其是人类骨髓细胞（例如DC细胞）和人类来源的移植效率。 BRGSF的新型免疫缺陷小鼠在小鼠细胞的有效存活方面具有显着改善的性能，并且由于BRGSF小鼠缺乏补体5和SCID基因缺失，因此免疫缺陷小鼠在CDC中有效。可以用作评估。临床前研究相关策略的可能性。此外，未使用转基因技术引入人类相关的细胞因子（例如GM-CSF和IL-3），避免了移植小鼠可能出现的贫血并重建了BRGSF小鼠的人体免疫系统。是。它可以维持至少一年，并将大大提高使用人性化小鼠模型的效率。

　　BRGSF小鼠模型是用于抗体药物开发，疫苗开发，嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法的功效和安全性以及骨髓发育研究的宝贵工具。此外，将人造血细胞移植到BRGSF中的高效率使其成为制备用于研究和预测人类免疫反应的人源化免疫系统（HIS）小鼠的*佳模型。今天，我们的Sie Biology可以为科学，医学和其他相关研究领域提供这种类型的BRGSF免疫缺陷小鼠产品和相关技术服务。我们相信成功构建新的BRGSF免疫缺陷小鼠将极大地促进人源化小鼠模型在转化医学研究中的应用。